复合材料模具：从F1赛车到天文望远镜

复合材料的使用已经不是什么新鲜事。到大英博物馆看一看就可以发现，古代埃及人已经采用简单但有效的稻草/泥土混合物建造他们的墓穴。

现在，用于复合材料成型的模具也称为工具，可以采用任何材料制成。对于低温固化部件或原型部件来说，不需要严格控制尺寸的精确性，模具通常采用玻纤、高密度泡沫、可加工的环氧树脂板甚至粘土或木材制成。

对于高温固化部件来说，或者需要高尺寸精度时，或者模具要用于大量部件的生产时，模具必须具有更高的性能。这类模具所采用的材料包括因钢（一种镍/不锈钢合金）、钢、铝、镍和碳纤维。

模具材料的选择通常要参考热膨胀系数（CTE）、循环周期数、制品公差、表面质量要求、固化工艺、材料的玻璃化转变温度、固化设备和成本来进行。

钢和铝通常是高性能模具的首选材料，但它们在生产复合材料部件时也有重大缺陷。在高温固化过程中，模具和部件的CTE通常相差很远而无法相容。高价金属合金（例如因钢）具有更加相似的CTE，但其加工成本很高。对于大型部件来说，这类模具的尺寸和重量使其难以加工、移动和存储。

复合材料模具

如果复合材料模具的材料与最终产品的材料相近，那么即使无需昂贵的金属模具也可以得到高性能的制品。过去复合材料模具仅仅是专业的航空和F1技术人员所知的一种艺术，而现在已被赛车制造商到航空业领导者（例如波音和空客）广泛应用。经过几十年的发展和改进，复合材料模具制造已不再那么艺术，而成为一种更加稳定高效的工艺。

“工业复合材料的应用历史已经超过50年，”Amber复合材料公司欧洲地区销售经理JedIllsley说，“最初，树脂和织物的处理采用的是湿法手糊工艺，但这显然不是一种能够精确控制树脂用量的好方法。在高精度仪器严格控制浸渍条件的情况下，将织物用树脂浸渍后，就可以得到一种性能稳定的材料，也就是今天我们所熟知的预浸料。最近，模具预浸料已经成为高精度复合材料模具的标准制造方法。”

随着预浸料性能（包括可操作性、室温下的使用寿命和正确的粘度）的逐渐改进，这种模具制造方法现在已变得更加简便和经济。新一代复合材料正在越来越多的领域得以应用。

Amber复合材料公司由一个小型的专家团队于1988年在英国创立，开发和生产高性能的复合材料预浸料。预浸料技术那时还处于初级阶段，早期的团队参与了预浸料商业化应用的一些研究。Amber总部位于英国诺丁汉郡（革命性的工业织布和碳纤维工业的摇篮），在那里他们与F1车队和其他许多高性能应用设计人员紧密合作。正是这些高要求客户的需求推动了今天的模具材料的发展。

来源：慧聪五金网

编辑：赵萍